金属材料及热处理专业知识解答

1.金属材料与热处理技术专业学些什么

业务培养目标:培养从事金属材料的设计、使用、质量控制

和检验,热处理,研究发展新材料、新工艺以及管理的高级工程

技术人才。

业务培养要求:本专业学生主要学习材料科学的基础理论,

掌握金属材料的成份、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关

系的基本规律,研究钢铁材料、有色金属合金、功能材料及特殊

性能合金,通过合金设计和工艺设计,提高材料的性能和质量,

并开发新材料、新工艺。

毕业生应获在以下几方面的知识和能力:

1.掌握物理化学、金用学、金属材料学等材料科学的基础

理论;

2.掌握金属材料的冶炼、铸造、冷热加工和热处理等生产

工艺的基本知识和技术经济管理知识;

3.具有材料的基本检测技术和计算机应用等基本技能;

4.具有正确选择、合理使用金民材料。 质量控制与实验分

析以及合金设计的初步能力。

5具有制定合理的热处理工艺, 分析热处理质量问题以及正

确选用热处理设备的能力;

6.具有研究开发新材料、热处理新工艺和新设备的初步能

力。

主干学科:物理化学,金庸学。

主要课程:物理化学、金用学、金日材料学、热处理原理和

工艺、金属的力学性能、物理性能和化学性能、热处理车间设备

与设计、金用X射线学、电子显微技术。

主要实践环节:金工实习、认识实习、生产实习、课程设计、

专业实验、计算机应用及上机实践、热处理车间设计、毕业论文

(设计)。

毕业生可从事材料科学与工程的教学与科研工作,可在机械、

电子、冶金、石化、交通、轻纺等工厂的理化检验部门,从事材

料质量分析,理化检验,机器零件失效分析工作,也可以在热处

理或热加工车间从事制定工艺过程,保证工艺质量,并改进或改

造车间设备和工装夹具工作,还可在新材料、新工艺、新产品开

发部门从事新材料、新表面技术、新产品的开发研究和生产应用

工作。

授予学位:工学学士。

相近专业:粉未冶金,腐蚀与防护,金届压力加工

2.金属材料及热处理的基本知识是什么

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770~前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0。15~0。

4%,而表面含碳量却达0。6%以上,说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。 1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

1850~1880年,对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。 1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

二十世纪以来,金属物理的发展和其它新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法60年代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺;激光、电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

3.金属材料与热处理(第五版)习题册参考答案

金属材料与热处理习题册答案1. 1成分 组织 热处理 性能 2. 光泽 延展性 导电性 导热性 合金 3. 成分 热处理 性能 性能 思考题 答:机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料,所以了解金属材料与热处理的相关知识。

对我们工作中正确合理地使用这些工具;根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数;选择适当的切削用量;正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常 金属材料与热处理习题册答案 绪论 填空题 重要的指导意义。 第一章 金属的结构与结晶 填空题 1. 非晶体 晶体 晶体 2. 体心立方 面心立方 密排六方 体心立方 面心立方 密排六方 3. 晶体缺陷 间隙 空位 置代 刃位错 晶界 亚晶界 4. 无序 液态 有序 固态 5. 过冷度 6. 冷却速度 冷却速度 低 7. 形核 长大 8. 强度 硬度 塑性 9. 固 一种晶格 另一种晶格 10. 静 冲击 交变 11. 弹性 塑性 塑性 12. 材料内部 与外力相对抗 13. 内力 不同 14. 外部形状 内部的结构 判断题 1.√ 2.* 3.* 4.* 5.* 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.* 12.√ 13.√ 14.* 15.√ 选择题 1. A 2.C B A 3.B 名词解释 1.答:晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架;晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

2.答:只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体;由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。 3.答:弹性变形是指外力消除后,能够恢复的变形;塑性变形是指外力消除后,无法恢复的永久性的变形。

4.答:材料在受到外部载荷作用时,为保持其不变形,在材料内部产生的一种与外力相对抗的力,称为内力;单位面积上所受的内力就称为应力 思考与练习 1. 冷却曲线上有一段水平线,是说明在这一时间段中温度是恒定的。结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程,所以在结晶时会放出一定的结晶潜热,结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡,所以纯金属结晶是在恒温下进行的。

2.生产中常用的细化晶粒的方法有:增加过冷度、采用变质处理和采用变质处理等。金属结晶后,一般是晶粒愈细,强度、硬度愈高,塑性、韧性也愈好,所以控制材料的晶粒大小具有重要的实际意义。

3.(1)金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒 (2)铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒 (3)浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒 4.味精、冰糖、云母、食盐及各类金属均是晶体。 5.(略) 6.反复弯折处逐渐变硬,弯折越来越困难直至断裂。

原因是反复弯折使铁丝局部塑性变形量增大,产生了变形强化的现象。 7.有。

因为切削加工中切屑分离的过程,实际上是刀具与被切削工件之间发生强烈挤压和摩擦的过程,在这一过程中,已加工表面和切屑都会发生塑性变形而产生加工硬化现象。切屑产生加工硬化现象会变得难以排出,已加工表面产生加工硬化现象会使后续加工变得困难。

第二章金属的性能 填空题 1.物理性能 化学性能 力学性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能 2.静 塑性变形 断裂 3.屈服强度 抗拉强度ReL Rm 4.屈服强度(ReL) 条件屈服强度(Rp0.2) 5.31400N 53000N 6.永久性变形 伸长率(A) 断面收缩率(Z) 7.58% 76% 8.5 硬质合金7355.25 10~15 布氏 500 9.冲击 10.ReL Rm HRC A Z αk R —1 判断题 1.√ 2.* 3.* 4.* 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.√ 12.√ 13.√ 14.√ 选择题 1.B 2.C 3.B 4.C 5.A 名词解释 1. 衡量材料抵抗塑性变形能力的指标。 2. 衡量材料抵抗断裂能力的指标。

3. 材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。 4. 金属材料适应不同加工工艺方法的能力。

思考与练习 1.(略) 2. 材料 常用硬度测量法 硬度值符号 铝合金半成品 布氏硬度或洛氏硬度B标尺 HBW或HRB 一般淬火钢 洛氏硬度C标尺 HRC 铸铁 布氏硬度 HBW 表面氮化层 维氏硬度 HV 3.解:因是环形链条,故链条的截面积 S0=2(πd2/4)=2*(3.14*202/4)=628(mm2) Fm= Rm?S0=300*628=188400 (N) 由此可知该该链条能承受的最大载荷是188400N。 4.答:自行车的中轴在工作时主要受扭转载荷和交变载荷,故所用材料需要较高的硬度和强度;而自行车的链盒需要通过冲压成形故所用材料需要较好的塑性和韧性。

5.答:由于齿轮在工作时受交变载荷,而车床导轨所受为静载荷。故齿轮容易发生疲劳破坏。

第三章 铁碳合金 填空题 1.其它金属 非金属金 属特性 2.相 3.固溶体 金属化合物 混合物 4.间隙固溶体 置换固溶体 5.相互作用 金属特性 熔点 硬度 脆性 6.铁素体 奥氏体 渗碳体珠光体 莱氏体 7.铁素体 奥氏体 8.塑性 韧性 强度 硬度 9.铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体 10.2.11% 0.77% 11.成分 状态 组织 温度 12.F A Fe3C P Ld L′d 13.0.0218%~2.11% 亚共析钢温 铁素体 珠光体 共析钢 珠光体 过共析钢 珠光体 二次渗碳体 14.铁素体 渗碳体 15.奥氏体 渗碳体 奥氏体 珠光体 珠光体 渗碳体 低温莱氏体 16.2.11% 特意加入的 17.硅 锰 硫 磷 硅 锰 硫 磷 18.0.25% 0.25%~0.6% 0.6% 19.结构钢 中碳钢 优质钢 20.工具 高碳 高级优质 判断题 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 。

4.金属材料及热处理这门课应该怎样学,才能学到最好

这门课在大学是最容易的一门课,因为它不需要很深的基础,说句玩笑话:有化学基础就可以保证及格了!

金属材料及热处理,基本内容有三部分:金属学基础、热处理知识、合金钢知识。

金属学部分需知道:基本知识:纯金属与合金,晶体结构与合金结构,铁碳状态图。

热处理需知道:改变钢铁材料的途径有两个:改变化学成分或改变组织。因此,必须熟悉钢铁的组织与性能的关系。

合金钢知识是在碳钢基础上的提高。必须熟悉合金元素的作用及与铁碳相图的关系。

不难,以理解为主。还有一点需提醒你,材料课程是你学习专业的基础:以后不管你做什么,你看到产品第一问应该是:它是什么材料(做的)!

5.金属材料与热处理 的学习方法

根据《金属材料与热处理》的知识基础和知识衔接,首先要学习好晶体学基础部分,这里面有许多名词概念,由于你是零基础,所以这部分内容必须搞懂,然后学习相图部分,这个也是基础,把匀晶相图、共晶相图、包晶相图的特点、组织转变及其特点搞明白,金属的力学性能部分学习好,知道组织与性能的关系,然后在学习铁碳相图,这些弄明白了以后,基础就打好了,剩下的热处理原理是前面的知识的应用,热处理工艺是具体的应用,后面就好学了。

按照知识点排列:晶体学——典型二元相图——金属的力学性能——铁碳相图-热处理原理——热处理工艺——材料学。

6.金属材料与热处理的专业课

金属材料方面的专业课比较多,而热处理是金属材料应用中的一个重要分支

金属材料方面的专业课印象中比较重要的:材料科学基础,材料物理性能,材料力学性能,材料分析测试方法,材料成型,焊接,表面工程,热处理等

热处理方面的专业课就1门,名字就叫热处理

机械制图与热处理没有任何关系

机械制图是机械制造专业的基础课与必修课,也是以后工作中成为一个机械设计人员必不可少的一项技能

而热处理是材料的一种加工工艺方法,使材料经过热处理后从而达到需要的性能

7.金属材料及热处理,名词解释:热处理

α-Fe即体心立方bcc结构Fe;一般称为α相

γ-Fe即面心立方fcc结构Fe;一般称为γ相

(解释一下γ-Fe是面心立方晶格,而α-Fe是体心立方晶格,由于面心比体心排列紧密,所以由前者转化为后者时,体积要膨胀.纯铁在室温下是体心立方结构,称为α-Fe。将纯铁加热,当温度到达910℃时,由α-Fe转变为γ-Fe,γ-Fe是面心立方结构。继续升高温度,到达1390℃时,γ-Fe转变为 δ-Fe,它的结构与α-Fe一样,是体心立方结构。纯铁随着温度增加,由一种结构转变为另一种结构,这种现象称为相变。)

A1线:称共析线又称PSK线

A3线:称GS线指冷却时奥氏体开始析出铁素体或加热时铁素体全部深入奥氏体 的转变温度母线

Ac1即珠光体转变为奥氏体温度;

Ac3即亚共析钢完全转变为奥氏体温度线;

Ar1实测奥氏体向珠光体转变温度;

Ar3实测奥氏体冷却时析出铁素体温度线

Acm即过共析钢完全转变为奥氏体温度线

Accm:加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度

Arcm:冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度

注意,实际的相变临界温度不是固定的,一般手册中给出的数据仅供参考。

铁素体F,奥氏体A或γ,珠光体P,莱氏体Ld,贝氏体B,渗碳体Fe3C

索氏体S, 托氏体T,(马氏体M,好像是不太记得了)

共析线:PSK

亚共析线:PS

过共析线:SK

共晶线:ECF

亚共晶:EC

过共晶:CF

完全退火又称为重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。

不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1~Ac3之间温度,达到不完全奥氏体化,随之缓慢冷却的退火工艺。

冷处理可看成是淬火的继续,亦即将淬火后已冷到室温的工件继续深冷至零下温度,使淬火后留下来的残余奥氏体继续向马氏体转变,以达到减少或消除残余奥氏体的目的。

过饱和固溶体:奥氏体化时,晶格中溶入间隙或置换原子,冷却时被保留下来,使得晶格畸变,金属强度增加,过饱和组织不稳定,加热会使溶质原子析出

重结晶:由于温度变化引起晶体重新形核、长大、发生晶体结构的改变。

重结晶的另一个定义:

所谓重结晶是指在已经形成的冰晶体颗粒大小的重新分布,即一些冰晶增大,而另一些减小,并且大的冰晶愈长愈大,小的越来越小,直至消失.在耐冻植物内和耐冰昆虫(仅限于细胞外结冰)体内,重结晶抑制作用可能比热滞效应更为重要。

外加:

当冷变形金属加热到足够高的温度以后,会在变形最剧烈的区域产生新的等轴晶粒来代替原来的变形晶粒,这个过程称为再结晶.冷变形金属再结晶后,其冷变形组织完全消失,加工硬化状态也随之消失,金属重新获得冷变形前的性能。

8.金属材料与热处理复习资料,紧急

都知道多少怎么办?好像是我出的题:1.从科学观点来说,凡在(再结晶 )温度下进行的加工称为(冷加工 ),在(再结晶)温度以上进行加工称为( 热加工)。

2.共析钢冷却到S点时,会发生共析转变,从奥氏体中同时析出(铁素体 )和(渗碳体 )的混合物,称为( 珠光体)。3.碳素钢中除铁外,碳外,还常有(硅 ),(锰 ),(磷 ),(硫 )等元素。

其中(硅锰 )有益元素( 磷硫)是有害元素。4. 45钢按用途分类属于( 结构)钢,按质量分类属于( 优质)钢,按含碳量分类属于(中碳 )钢。

5.根据工艺不同,钢的热处理方法可分为( 退火)(正火 )(淬火 )( 回火) (化学热处理 )五种。6.大多数合金元素溶于奥氏体后,能增加( 奥氏体)的稳定性,使C曲线的位置( 右移),减少了钢的( 临界冷速),提高了钢的淬透性。

7.合金钢主用途分为(结构钢 ) ( 工具钢) (特殊性能钢 )三类。8.合金机械制造用钢可分(调质钢 )(表面硬化钢 ) (弹簧钢 ) ( 轴承钢)和( 易切削钢)等。

9.铸铁是含碳量大于(2.11% )的铁探合金,根据铸铁中石墨的存在形状不同,铸铁可分为(灰铁 ) ( 球铁) (蠕铁 )和 ( 可锻铁)等。10.球墨铸铁是在浇铸前往铁水中加入适量的(球化剂 )和( 孕育剂),浇注后获(球形 )石墨铸铁。

11.普通黄铜是由(铜 )(锌 ) 足称二元合金。在普通黄铜中加入其他合金元素时称( 特殊)黄铜。

12.过冷度的大小与冷却( 速度)有关,( 冷速)越快,金属的实际结晶温度越(低 ),过冷度越大。13.强度指标有(抗拉强度 )和(屈服强度 ),分别用符号( σb)和(σs)表示。

14.钢在加热时的组织转变,主要包括奥氏体的(形核 )和( 长大)2个过程。15.通常金属材料最适合切削加工的硬度约在(220 )HBW范围内,因此低碳钢和中碳多采用( 正火),而对与高碳钢通常要先进行(退火 )在进行( 调质处理)。

16.传统淬火冷却介质有(水 )(盐浴)(油) 和(空气)等,他们冷却能力依次(降低 )。其中( 水)和(油 )是目前最广的冷却介质。

17.钢淬火后必须马上进行( 回火)以( 消除淬火应力) ( 稳定组织)。

金属材料及热处理专业知识解答

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